第七节闭合电路欧姆定律.ppt

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1、1、什么是电源、什么是电源?2、电源电动势的概念、电源电动势的概念?物理意义物理意义?电源是通过非静电力做功电源是通过非静电力做功 把其它形式的能转化成电能的装置。把其它形式的能转化成电能的装置。（1 1）定义：在电源内部非静电力）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。极所做的功。（2 2）意义：电动势表示电源将其）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。他形式的能转化为电能本领。复习回顾复习回顾3、如何计算电路中电能转化、如何计算电路中电能转化为其它形式的能为其它形式的能?对于纯电阻电路对于纯电阻电路: :IUtW tRUI

2、UtW2RtI2Q电源是通过非静电力做功把其他形电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。式能转化为电能的装置。只有用导线将只有用导线将电源、用电器连成电源、用电器连成闭合电路闭合电路，电路中才，电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关因素有关?电源提供的电能是如何在闭电源提供的电能是如何在闭合电路中合电路中分配分配的呢的呢?今天我们就学习这今天我们就学习这方面的知识。方面的知识。 引入新课引入新课外电路外电路: : 电源外部的电路电源外部的电路 (用电器和导线构成用电器和导线构成).内电路内电路外电路外电路一、闭合电路一、闭合电路用导线把

3、电源、用用导线把电源、用电器连成闭合电路电器连成闭合电路. .rERs1.闭合电路的闭合电路的结构结构：内电路内电路: :电源内部的电路电源内部的电路. .2.闭合电路中的闭合电路中的电流电流在在内电路内电路中，即在电源内部，通中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以正极，所以电流方向为负极流向正极电流方向为负极流向正极。在在外电路外电路中，中，电流方向由正极流电流方向由正极流向负极向负极，沿电流方向电势降低。，沿电流方向电势降低。内内电路与电路与外外电路中的电流电路中的电流相同相同。ABCDRE r化学反化学反应层应层3.闭合电路中的闭合

4、电路中的电势电势A B在电源在电源(干电池干电池)的正负极附近存在着化学反应层，反应层的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高升高。在正负极。在正负极之间，电源的内阻中有电流，沿电流方向电势之间，电源的内阻中有电流，沿电流方向电势降低降低. 3.闭合电路中的闭合电路中的电势电势(1)在在外电路外电路中，沿电流方向电势中，沿电流方向电势降低。降低。(2)在在内电路内电路中，一方面，存在内中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势降低

5、；另一阻，沿电流方向电势降低；另一方面，沿电流方向存在电势方面，沿电流方向存在电势“跃跃升升”。IRU部分电路部分电路内电路内电路外电路外电路ErSRABI闭合闭合(全全)电路电路1、若外电路中的用电器都是、若外电路中的用电器都是纯电阻纯电阻R，在时间，在时间t内内,外电路中有多少电能外电路中有多少电能转化为内能转化为内能?2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r，当电流通过内，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少是多少?讨论讨论rERK2EI Rt外2EI rt内3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t内内非静电力做多少功非静电力做多

6、少功?4、以上各能量之间有什么关、以上各能量之间有什么关系系?WEqEItrERK 根据能量守恒定律，非静电力根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内、外电路中电能做的功应该等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和转化为其他形式的能的总和.22WEEEItI RtI rt外内即EIRIrrERK2.内容：内容：闭合电路的电流跟电源的闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比阻之和成反比.1.公式公式:二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律3.适用条件：适用条件：外电路是外电路是纯电阻纯电阻电路电路. EIRIrEIRr说明：说明： 2

7、、U外外=IR是外电路上总的电势降是外电路上总的电势降落，叫落，叫路端电压路端电压. 3、U内内=Ir是内电路上的电势降落，是内电路上的电势降落，叫叫内电压内电压.E UU 外内E IR Ir 1、电动势等于内外电动势等于内外电路电势降落之电路电势降落之和和普遍适用普遍适用过程模拟展示过程模拟展示1、在如图所示电动势为、在如图所示电动势为2V的电源跟的电源跟一个阻值一个阻值R=9的电阻接成闭合的电阻接成闭合电路电路,理想电压表的读数为理想电压表的读数为1.8V,求电源的内电阻求电源的内电阻.E、rRV2、如图，、如图，R0.8当开关当开关S断开时电压断开时电压表的读数为表的读数为1.5V；当开

8、关；当开关S闭合时闭合时电压表的读数为电压表的读数为1.2V则该电源的电则该电源的电动势和内电阻分别为多少动势和内电阻分别为多少?E、rsRVR1R2A12ErSR1R212ErSV一种测量电源电动势一种测量电源电动势和内电阻的方法和内电阻的方法1、如图电路：、如图电路：R R增大，增大，R R减小，减小，E rsRAV电流减小，电流减小，路端电压增大路端电压增大电流增大，电流增大， 路端电压减小路端电压减小IrEU 2、两个特例：、两个特例：(2)外电路外电路短路短路时时/00RIE rU端，0RIE 端，U(1)外电路外电路断路断路时时E rAVE rAV不允许不允许3、路端电压、路端电压

9、U随电流随电流I变化的图象变化的图象(1)图象的函数表达图象的函数表达 IrEUUIOEI短短rEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示表示电源的电源的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害内阻越大，图线倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示表示电源的电源的电动势电动势E E (2)图象的物理意义图象的物理意义断断路路短短路路UIOEI短短 说一说说一说: 一些同学可能有这样的经验：一些同学可能有这样的经验：傍晚用电多的时候，在插上傍晚用电多的时候，在插上电炉、电热水壶等用电多的电炉、电热水壶等用电多的电器时，灯光会变暗，

10、拔掉电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上又变亮起来。在后灯光马上又变亮起来。在一些供电质量不太好的地区一些供电质量不太好的地区更为严重。尝试去解释一下更为严重。尝试去解释一下这种现象。这种现象。4、如图是某电源的路端电压、如图是某电源的路端电压U随干路电流随干路电流I的变化图象的变化图象,由由图象可知图象可知,该电源的电动势该电源的电动势为为 V,内阻为内阻为 0.5U/VI/AO12324635、有两节电池、有两节电池,它们的电动势分别为它们的电动势分别为E1和和E2,内电阻分别为内电阻分别为r1和和r2.将它们分别连成闭将它们分别连成闭合电路合电路,其外电路的电流其外电路的电流I和路端电压和

11、路端电压U的关系如图所示的关系如图所示,可以判定可以判定( )UIO12A.图象交点所示状态图象交点所示状态, 两电路的外电阻相等两电路的外电阻相等B.E1E2,r1r2C.图象交点所示状态图象交点所示状态, 两电路的电阻相等两电路的电阻相等D.E1E2,r1r2内外UUE由由 IUIUEI内外得得1.电源提供的功率电源提供的功率(电源的总功率电源的总功率) EIP 总四、闭合电路的功率四、闭合电路的功率IUP外外3.电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 rIIUP2内内4.闭合电路中的能量转化闭合电路中的能量转化2.电源的输出功率电源的输出功率(外电路得到的功率外电路得到的功率)结论结论:电

12、源的效率随外电阻的增大而增大电源的效率随外电阻的增大而增大5.电源的效率电源的效率%100总出PP%100EU外对纯电阻电路对纯电阻电路,电源的效率为电源的效率为:%100)(22rRIRI%100rRR%10011Rr指出：当指出：当R 时，电源的效率时，电源的效率=100%，没有实际意义，没有实际意义6.如图所示的电路中如图所示的电路中,电池的电动势为电池的电动势为E,内阻为内阻为r,电路中的电阻为电路中的电阻为R1、R2和和R3的的阻值相同阻值相同.在开关在开关S处于闭合状态下处于闭合状态下,若将若将开关开关S1由位置由位置1切换到位置切换到位置2,则则( ) A A、电压表的示数变大、

13、电压表的示数变大 B B、电池内部消耗的功率变大、电池内部消耗的功率变大 C C、电阻、电阻R R2 2两端的电压变大两端的电压变大 D D、电池的效率变大、电池的效率变大R1R2R3V12ss1Er7.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源的电动势电源的电动势E=10V,内阻内阻r=0.5,电动机的电阻电动机的电阻R0=1.0,电阻电阻R1=1.5.电动机正常工作时电动机正常工作时,电压表的示电压表的示数数U1=3.0V,求求: (1)电源的总功率电源的总功率? (2)电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率?将电能转化为机将电能转化为机械能的功率械能的功率? (3)电源的输出功率电源的输出功率

14、?R1ErVrr4EPR2M时，当0RPrPM6.电源最大输出功率电源最大输出功率RIIUP222)(rRRErRrRE4)(22电源的功率最大时，其效率只有电源的功率最大时，其效率只有5050从从PR图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出图象中可知，当电源的输出功率小于最大输出功率时，对应有两个外电阻功率时，对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率时电源的输出功率相等。可以证明，相等。可以证明，R1、R2和和r必须满足：必须满足：r 。21RR8.电源的电动势和内阻都保持一定，在外电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确

15、的是说法中正确的是 ( )A电源的路端电压一定逐渐变小电源的路端电压一定逐渐变小 B电源的输出功率一定逐渐变小电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐变大电源内部消耗的功率一定逐渐变大D电源的供电效率一定逐渐变小电源的供电效率一定逐渐变小9.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源的电动势为电源的电动势为2V,内内阻为阻为0.5, R0为为2,变阻器的阻值变化范变阻器的阻值变化范围为围为010, 求求: (1)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,R0消耗的功率最大消耗的功率最大. (2)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,变阻器消耗的功率最变阻器消耗的功率最大大.其最大功率为多少其最大

16、功率为多少?R0E rR(1)R=0时时,R0功率最大功率最大(2)R=2.5时时,变阻器消耗变阻器消耗的功率最大的功率最大.Pm=0.4W五、闭合电路的动态变化分析五、闭合电路的动态变化分析全电路的动态分析的具体步骤全电路的动态分析的具体步骤:(1)判断动态部分电阻、判断动态部分电阻、 全电路总电阻全电路总电阻的变化的变化.(2)判断闭合电路总电流的变化判断闭合电路总电流的变化.(3)依据依据U=E-Ir,判断路端电压的变化判断路端电压的变化.(4)依据分压、分流原理判断动态部分依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化的物理量的变化.10.如图所示，电源的电动势和内阻都如图所示，电源的电

17、动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向左端移动时（向左端移动时（ ） A、电压表的读数增大，电流表的读、电压表的读数增大，电流表的读数减小数减小 B、电压表和电流表的读数都增大、电压表和电流表的读数都增大 C、电压表和电流、电压表和电流表的读数都减小表的读数都减小 D、电流表的读数、电流表的读数增大，电压表的读增大，电压表的读数减小数减小 E、rR1AVR2R3P11.A灯与灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是判断正确的是( ) A、A、B灯都变亮灯都变亮 B、

18、A、B灯都变暗灯都变暗 C、A灯变亮，灯变亮，B灯变暗灯变暗 D、A灯变暗，灯变暗，B灯变亮灯变亮E、rsRBA六、含容电路的分析六、含容电路的分析思路方法：思路方法：1、电路稳定后，电路稳定后，电容器在电路中就相当于电容器在电路中就相当于断路断路2、电路稳定后，电路稳定后，电容所在电路无电流电容所在电路无电流，所所以其两端的电压就是所在支路两端的电压以其两端的电压就是所在支路两端的电压3、电路的电路的电压、电流变化电压、电流变化时，会时，会引起引起电容器的充放电电容器的充放电，进而引起内部电场的，进而引起内部电场的变化变化12. 图中图中,开关开关S1、S2均处于闭合状态均处于闭合状态,在分

19、别在分别断开断开S1、S2 后的短暂过程中后的短暂过程中,关于流过电关于流过电阻阻R1、R2的电流方向的电流方向,以下判断正确的是以下判断正确的是 ( ) A、若只断开、若只断开S1,流过流过R1的电流方向为自左向右的电流方向为自左向右 B、若只断开、若只断开S1,流过流过R1的电流方向为自右向左的电流方向为自右向左 C、若只断开、若只断开S2,流过流过R2的电流方向为自左向右的电流方向为自左向右 D、若只断开、若只断开S2,流过流过R2的电流方向为自右向左的电流方向为自右向左R1R2Cs2s1ER1R2CsE(1)I=1A(2)Q=1.2X10- -4C13.如图如图,E=10V,R1=4,

20、R2=6,C=30F.电电池内阻可忽略池内阻可忽略.(1)闭合开关闭合开关S,求稳定后通过求稳定后通过R1的电流的电流.(2)然后将开关然后将开关S断开断开,求这以后流过求这以后流过R1的的总电量总电量.七、电路故障分析七、电路故障分析一、电路故障的原因一、电路故障的原因1 1 、断路断路的特点的特点 电流为零，断点的同侧无电压，若电流为零，断点的同侧无电压，若只有一个断点，断点的两端有电压只有一个断点，断点的两端有电压造成的结果造成的结果 电路中的总电阻增大，干路上的电流电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大减小，与其并联的用电器两端的电压增大2 2 、短路短路

21、的特点的特点 被短路的用电器两端无电压，用电被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过器无电流流过 电路中总电阻减小，干路电流增大，电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大电器两端电压增大造成的结果造成的结果A 14 14、如图所示的电路中，闭合电键，灯、如图所示的电路中，闭合电键，灯L L1 1、L L2 2正常发光，由于电路出现故障，突然发现正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯灯L L1 1变亮，灯变亮，灯L L2 2变暗，电流表的读数变小，根变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：据分析，发生的故障可能是：A A、R R1 1断路断路 B B、R R2 2断路断路C C、R R3 3短路短路 D D、R R4 4短路短路1515、如图所示的电路中，闭合电键、如图所示的电路中，闭合电键k k后，灯后，灯a a和和b b都正常发光，都正常发光， 后来由于某种故障使后来由于某种故障使灯灯b b突然变亮，电压表读数增加，由此推突然变亮，电压表读数增加，由此推 断这故障可能是（断这故障可能是（ ）A Aa a灯灯丝烧断灯灯丝烧断 B B电阻电阻R R2 2断断C C电阻电阻R R2 2短路短路 D D电容被击穿短路电容被击穿短路B B